本科毕业论文分析实验改进在中学物理教学实践中的作用.doc

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1、摘 要 物理实验给学生提供感性认识,培养学生的观察能力,帮助学生发现物理规律,建立物理理论。近年来，大量实验改进方案被引入教学实践活动，备受师生亲睐。本文通过平抛运动教学案例，从教学实际出发，进行平抛运动演示实验的改进，较全面地认识物理实验改进，分析实验改进在中学物理教学实践中的作用。关键词： 新课程标准；物理教学活动；实验改进；平抛运动 Abstract Physics experiment provide students with rich perceptual knowledge and cultivate the students ability of observation .mo

2、reover, it also can help the students to find physical laws and establish the physical theories. In recent years, lots of experiments improvement programs have been introduced into teaching practice activity ,which have gained the teachers and students more closely attention .The article through the

3、 teaching case of horizontal cast movement from teaching practice, improved the demonstration experiment of horizontal cast movement to get a more comprehensive understanding of physical experiment improvement and analyzed the function of teaching practice improvement in high school physics teaching

4、 .Key words: The new curriculum standard; Physics teaching activities; The experiment improves; Horizontal cast movement 目 录摘 要IAbstractII目 录I第1章 绪 论11.1 前言11.2 研究背景11.3 选题的价值和意义2第2章 新课程标准中的物理课程32.1课程性质32.2 课程理念32.2.1在课程目标上注重提高全体学生的科学素养32.2.2在课程结构上体现选择性32.2.3在课程内容上重视基础，体现时代性42.2.4在课程实施上注重自主学习52.2.5在

5、课程评价上强调更新观念，促进学生发展52.3物理实验能力要求5第3章 实验改进的认识73.1操作方法的改进73.2强化实验现象的改进83.3实验原理的改进93.4实验装置的改进11第4章 教学实践134.1 平抛运动演示实验的改进与制作134.2 平抛运动教学设计154.3 实验改进的几点建议21总 结22致 谢23参考文献：24第1章 绪 论1.1 前言 物理学是一门以实验为基础的自然科学1，它以物体间相互作用、物质基本结构、一般运动规律为主要研究内容。随着人类认识物质世界的不断深入，物理学一方面带动科学、技术的发展，另一方面对人类社会的全面发展起到了积极促进作用。经典物理学奠定了两次工业革

6、命的基础；近代物理学带动了航空航天技术、新材料技术、信息技术、生物技术、新能源技术等迅速发展，继而推动人类社会进步2。1.2研究背景著名物理学家杨振宁先生曾经对中、美两国学生学习物理的过程作比性较研究，发现“中国学生学习非常刻苦，基础知识丰富、扎实，且善于考试，但却普遍存在动手能力较差，不善于提出问题等缺陷3。” 长期以来，传统的教学模式把学生建立在人的客体性、受动性、依赖性的一面上，导致人的主体性、能动性、独立性的不断消蚀4。大量的资料信息都反映了同一事实：中国基础教育最为突出的弊端之一，就是忽视了培养中学生动的手能力3。物理教学活动必须以实验为基础，这是由中学生心理认知发展水平及实验直观明

7、了的特点所决定的。传统教学模式中，多重因素的共同作用下，物理实验在很大范围内仍处于“讲起来重要，教起来次要，考起来不要”的状态3，物理实验在教学活动中未受到应有的重视。采取“画实验、讲实验”替代“演示实验、做实验”的教学模式，在中学物理教学活动中非常普遍。这种与实践相脱离的现实问题，严重地制约着中学物理教学水平的整体提高。为此，制订新的物理课程标准势在必行。2001年6月，教育部正式颁发了基础教育课程改革刚要（试行），明确指出教育要“生活化、实践化、活动化”的要求，中国基础教育的课程改革正式浮出水面。同年7月中国义务教育各学科的课程标准（实验稿）颁布，把物理课程改革又向前推进了一步。2003年

8、4月，教育部正式制订并出版了普通高中物理课程标准（实验稿）。至此，一个以尊重学生主体意识和主动精神为目的，以全面提升全体学生的基本素质为指向，以注重开发学生智慧潜能、注重形成健全才能和人格为特点的当代教育正式揭开序幕5。 新的高中物理课程标准指出“实验是物理课程改革的重要环节6。”强调实验对物理教学活动的深刻影响，要通过实验激发学生学习物理的兴趣，要让学生在动手实验过程中掌握知识、运用知识。在新课程标准的推动下，一些趣味性强、表现力显著的演示实验，学生分组实验以及丰富的课外实验与制作便被吸收到教材中。大量实验方案被纳入教材，不仅使教材内容趣味性显著增强，还极大程度地丰富了教学资源，提高了教学活

9、动表现力。此外，实验还是体现学生在教学活动中的主体性的重要纽带。随着基础教育的不断发展，以学生为教育教学活动主体逐渐上升为主流意识，大量的实验引入教材为学生进行自主探究性学习创造了客观条件。新课程标准在全国范围内推广以来，实验广泛介入教学活动中，对教学过程产生了积极影响。通过大量的教学实践，人们发现部分实验也存在着一些的问题：有的实验难以较直观地展示完整的、显著的实验现象，给学生的观测行为带来较大困难；有的却由于实验器材昂贵、笨重等原因，不方便进行随堂操作，限制了实验的推广面；还有的实验原理不够完善，使得按制订的实验步骤进行操作，难以实现预期的实验效果等等。这些客观存在的现实问题，影响到实验在

10、教学活动中的有序展开，制约着实验辅助教学功能的体现。为了充分地挖掘实验的辅助教学功能，促进物理实验在教学活动中表现力的进一步提高，使其更好地服务于物理教学活动。一些教育工作者在原有实验方案基础之上，结合丰富的教学实践经验，积极思考，不断实践，勇于突破，为实现预定的教学目标，有意识、有计划、有步骤地开展实验改进工作。1.3选题的价值和意义 随着新教材的全面推广，教学实践的不断深入。结合教学活动的实际需要，一些实验改进方案率先被设计出来，成为宝贵的教学实践经验。并被广泛地借鉴到教学活动之中，得到了广大教育工作者的肯定，更有部分教育工作者根据实际需要，积极加入实验改进工作行列之中。物理实验改进如此倍

11、受欢迎，为使其更好地服务于教学，研究实验改进在中学物理教学中的作用就显得非常必要了。(1)帮助广大教育工作者了解实验改进，认识实验改进的重要作用，体会实验改进对教学活动产生的积极影响。只有充分地彰显实验改进优点，让更多的人意识到实验改进对教学质量提高的巨大潜力，才能促使其自发地借鉴他人改进成果，并广泛地运用到教学活动之中，切实让实验最大限度地服务于教学。（2）教育工作者是实验改进工作的设计者和执行者。帮助教育工作者认知实验改进，有序地展开实验改进工作。进而促进实验改进在教育战线上的全面推广，更进一步丰富实验教学资源，为实验广泛地介入教学活动铺平道路。从而有效地推动新课程改革的顺利进行。 第2章

12、 新课程标准中的物理课程2.1 课程性质 高中物理是普通高中自然科学学习领域的一门基础课程，衔接九年义务教育物理课程。旨在帮助学生继续学习基本的物理知识与技能，了解科学研究方法，体验科学探究过程，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情，认识物理学对科学技术进步以及文化、经济和社会发展的影响，从而进一步提高中学生的科学素养，为学生形成科学世界观和科学价值观打下基础2。2.2 课程理念高中物理课程旨在提高全体学生的科学素养，促进学生的全面发展，为学生的终身学习奠定良好的基础1 。 为适应科学技术进步和可持续发展的需要，培养适应社会发展的高素质人才，进行课程改革势在必行。成长无法替代，发展必须主动。为顺

13、应时代发展的需求，构建符合时代要求的高中物理课程标准，2003年4月，教育部正式制订并出版了普通高中物理课程标准（实验稿）。至此，新时代的高中物理课程标准正式浮出水面，而形成课程理念是新课程改革的必要前提，新的高中物理课程标准对课程理念的构建主要体现为一下几点。2.2.1 在课程目标上注重提高全体学生的科学素养高中物理课程对提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度对学生提出要求。要让学生通过自我体验的过程，掌握相关科学知识，发展科学探究能力，学习科学探究方法，增进对自然界基本规律的认识，养成科学的思维习惯，形成正确的世界观和科学观，为学生终身发展、适应现代社会和未

14、来社会发展奠定基础2。2.2.2 在课程结构上体现选择性 普通高中教育属于基础教育范畴，在重视全体学生共同基础建立的同时，还应顾及学生的兴趣、发展潜能和今后的职业需求。新的高中物理教材顺应了这一发展需求，将高中物理课程划分为12个模块（如图2-1所示）。 图 2-1 共同必修模块物理1和物理2是全体普通高中学生都必须学习的内容，要让学生通过对物体间相互作用、物体运动规律、能量等内容及相关实验的深入学习，系统地体会物理学科特点和研究方法，挖掘自己的发展潜能，清晰自己的兴趣所在，为后续课程的选择学习奠定基础2。 完成必修课程的学习后，学生可以根据自己的兴趣、发展潜能和今后的职业取向等因素选学若干模

15、块7 。为了让学有所长的学生更充分地发展自身的长处，各中学校还可以根据全体学生的具体情况开设相关课程，如“物理实验专题”、“物理专题研修”等，以便增强学生的自主学习能力和独立研究能力，发展学生的创新意识，进一步促进学生实验素养的提高2。新的高中物理课程标准是为全体高中学生发展而制定的国家课程标准，有针对性地提供学生可选学的物理课程模块，满足学生的不同发展需求，从而有效促进学生自主地、富有个性地学习2。2.2.3 在课程内容上重视基础，体现时代性高中物理课程在内容上重视基础的建立，密切联系生活，精选可供学生终身学习必备的基础知识与技能。我们赖以生存的环境首先是物理环境，在日常生活中，我们时时刻刻

16、与各种物质打交道。新教材有目、有计划、有针对性地借用它们的物理属性，结合人为意识的控制或干预使其呈现物理现象，进而探索物理规律。其重要价值就在于它贴近实际生活，让学生有熟悉、亲切感。此外，课程内容还反映新的科学思想和当代科学技术发展的重要成果，关注物理学的技术应用所带来的社会影响，突出课程内容的时代特性2。2.2.4 在课程实施上注重自主学习高中物理课程应促进学生展开自主学习，充分发挥学生的主体作用，培养学生科学探究能力，并逐步形成科学态度和科学精神2。 教材中学生分组实验以及课外实验与制作的大量引入，为学生展开自主学习创造了条件。在教师的帮助下，引导学生积极实验、乐于探究，使他们在实验中自由

17、体验，在实物和现象进行充分作用的过程中获取深切感受和直接经验。通过实验以及课外制作为载体，促进学生在课内外自由、自主地实践、体验，从而拓展了主客体相互作用的空间，为实现学生对知识意义的主动构建创造了必要条件。2.2.5 在课程评价上强调更新观念，促进学生发展所谓教学评价是指对教师教授物理的过程、学生学习物理的过程以及成果进行的价值判断1。高中物理课程应重视教学评价。要通过教学评价，挖掘教学工作的长处，暴露教学工作中的缺陷，有效实现扬长避短，优化教育教学活动，同时促进教师业务水平的提高。此外，注重过程性评价，重视学生的个体差异，帮助学生认识自我、建立自信，促进学生在原有水平上发展进步，体现课程评

18、价的诊断功能和内在激励功能2。2.3 物理实验能力要求 物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理实验是指教育工作者有目的、有计划地利用仪器、设备，在人为控制的条件下使物理现象反复出现，从而进行观测研究的科学实践活动1。物理实验对物理学的形成和发展起着决定性的作用，是物理学发展的根本所在，也是检验物理理论的唯一标准。实践证明：物理实验可以重复再现物理过程，可以加速或延缓物理过程，可以简化和纯化研究过程，可以强化研究条件，还可以对物理现象或过程进行定量研究。总而言之，物理实验对提高学生的科学素养起着至关重要的作用。为此，新的物理课程标准把物理实验能力纳入课程内容标准，物理实验在中学物理教学过程中的

19、重视程度空前提高。 实验是物理新课程改革的重要环节，是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源2 ，还是新课程标准在全国范围内有序展开的重要支柱。新的高中物理教材在各个模块中都安排了一些典型的科学探究和物理实验以及课后实验与制作。共同必修模块中的物理实验，是新课程标准对高中学生最基本的实验能力要求。在必修和选修模块中，都包含了对物理实验的进一步要求。高中学生在物理课程学习过程中应达到如下实验要求（见表2-1）。表2-12科学探究要素对科学探究及物理实验能力的基本要求提出问题能发现与物理学有关的问题从物理学的角度较明确地表述这些问题认识发现问题和提出问题的意义

20、猜想与假设对解决问题的方式和问题的答案提出假设对物理实验结果进行预测认识猜想与假设的重要性制定计划与设计实验知道实验目的和已有条件，制定实验方案 尝试选择实验方法及所需要的装置与器材 考虑实验的变量及其控制方法认识制定计划的作用进行实验与收集证据用多种方式收集数据按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义具有安全操作的意识认识科学收集实验数据的重要性分析与论证对实验数据进行分析处理尝试根据实验现象和数据得出结论对实验结果进行解释和描述认识在实验中进行分析论证是很重要的评估尝试分析假设与实验结果间的差异注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题吸取经验教

21、训，改进探究方案认识评估的意义交流与合作能写出实验探究报告在合作中注意既坚持原则又尊重他人有合作精神认识交流与合作的重要性第3章 实验改进的认识改进实验并不等价于设计实验。实验改进是指人们根据教材纳入的实验方案或其它原创实验方案，在原有实验方案的基础之上，为强化实验现象，提升实验感染力，而对原有方案进行部分人为意识强化过程。结合大量实验改进方案的归纳、分析，实验改进方式主要包括以下几类。3.1 操作方法的改进在教学活动中，人们发现部分实验，根据既定步骤和操作方法进行实验时，总是难以达到预期的实验效果。尤其是对要求操作控制精细的实验，稍微控制不当，实验就难以被顺利完成。例如油膜法估测分子大小的实

22、验8。这是一个通过宏观手段估测微观世界中分子大小的学生实验。本实验可以帮助学生从宏观的角度来认识微观世界的分子，使他们对肉眼难以看到的分子有一个更为直观的形态认识。可以说，成功的完成本实验，可以实现事半功倍的教学效果。结合教学实践，人们发现在进行实验的过程中，存在一些难以掌控的操作问题。首先，如何撒痱子粉；痱子粉的作用在于框定油膜平面，对油膜平面边缘进行标注，方便准确地计数正方形方格，从而统计出油膜面积。要实现这一步，就要求痱子粉薄而均匀，这样才能在方格版上形成清晰的油膜轮廓。往往进行实验时，即使经验丰富的实验人员，也总是容易出现痱子粉成团散不开的现象，这将对油膜在方格版上形成清晰的痕迹造成影

23、响，不利于对油膜面积的统计。其次，如何滴油酸酒精溶液；实验中采用胶头滴管为滴定器材。操作普通胶头滴管，稍微控制不当，就会造成滴入溶液过多，油膜散乱不集中的现象。这对分子直径的测量势必造成较大误差。上述操作方法操作难度较大，要成功地完成本实验，就有必要对它们进行改进。为此，谢作为、程和界、肖建立三位老师结合对本实验的深入认识，进行了大量的实践尝试，提出对油膜法估测分子的大小实验的两点改进意见9 ，他们对上述两点操作方法进行了改进。（1） 改进撒痱子粉的操作方式，将干净的60ml广口瓶干燥后装入痱子粉后，用一块女用牛筋丝袜罩在瓶口上蒙紧，并用橡皮筋扎牢。特别指明，丝袜蒙紧在瓶口上，1cm2的袜面上

24、有袜眼300目左右为宜9。（2） 改进滴油酸溶液的操作方试，将自行车气门芯上套的橡胶管劈成1cm长的小段，洗净晾干。将滴管尖嘴插入小段胶管内，露出尖嘴1mm左右，再把尖嘴插入医用注射器6号针针柄内，将同样规格的静脉输液针剪去针尾管子，将它与滴管尖嘴连起来9。 改进之后，实验操作人员只需用手轻轻的拍打广口瓶，就可以轻易地在水面撒上一层薄而均匀的痱子粉。对滴管进行多级限流处理，使得进行油酸溶液滴定时易于进行量和滴定速度的控制，从而有效地减小了实验误差。通过对本实验操作方法的改进，有效的减小了实验操作环节对操作经验的过度依赖，降低了实验操作难度。3.2 强化实验现象的改进图3-1美国教育家爱德加戴尔

25、在视听教学法一书中提出“经验之塔”理论，在戴尔的经验之塔中（如图3-1），从经验之塔最底层“做的经验”逐步上升到“观察的经验”、“抽象的经验”，越往上升，则经验类型越趋于抽象。戴尔认为，人们学习知识一是由自己直接获得，二是通过间接经验获得；当学习是由直接到间接，由具体到抽象时，获得知识与技能就比较容易10。高中阶段的学生正处于青年初期，在生理上、心里上和社会性上向成人接近，个体的智力接近成熟，抽象逻辑思维已经从“经验型”向“理论型”转化，但抽象思维在一定程度上仍需要以具体形象做支柱11。实验正是物理教学活动具体形象建立的有效途径。在教学活动中，把抽象的知识以“做的经验”和“观察的经验”的方式呈

26、现出来，构建由直接到间接、由具体到抽象的过程情境，帮助学生较容易地获得知识与技能。因此，呈现实验的直观性，形成清晰、显著的实验现象就显得尤其的重要了。 例如音叉共鸣演示实验：取两个频率相同的音叉A和B，相隔不远并排放在桌面上（如图3-2），打击音叉A的叉股，发声一会儿后，用手按住音叉A的叉股，使其停止发声，可以听到没有被敲击的音叉B发出了声音12。图 3-3图 3-2 该演示实验是很好的学生认识共振现象的感性材料，能在学生的脑海中留下深刻的印象。然而在进行实验时，相对于教室里的全体学生而言，音叉B共鸣声音实在很小，尤其是位置靠后的学生根本很难听到共鸣声响。实验现象不明显，教学效果自然不理想。为

27、此，马义永老师在原有实验方案基础之上，为强化实验现象，对该实验进行了改进。改进方案（如图3-3），用细线拴住一小钢球，使其在竖直方向上静止时恰好在音叉B旁。当敲击音叉A时，由于共振，音叉B振动，使钢球弹开，而后钢球由于重力作用又会返回碰撞音叉B，发出“铛铛”的声音，全班学生都能看到小球被弹开，都能听到小球和音叉B碰撞的声音13。提高实验现象的可观测性是进行实验改进工作的首要目的。通过对本实验的改进，将原来不明显的听觉、视觉感知强化，形成强烈的听觉、视觉冲击，大大的提升了实验现象的可观察性。把抽象的物理知识反映为具体的物理现象，让学生通过对实验现象的观察，实现由具体到抽象，从而降低获取知识、技能

28、的难度。3.3 实验原理的改进太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、紫、靛七种单色光混合而成。为解释这一物理事实，通常人们让一束太阳光经三棱镜色散后，形成红、橙、黄、绿、蓝、紫、靛七色光带进行说明。但七色光是由棱镜产生的还是白色阳光中固有的呢？为解决这一问题，上海科学技术出版社物理教材在光的色散一节编入了七色光的混合实验，将七种单色光进行混合，若能形成白光，则可以说明太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、紫、靛七色光混合而成，反之则此结论不能成立14。该实验由直观的物理现象反映抽象的物理知识，有效地降低了学生对本节知识的学习难度，因此成功演示本实验意义非凡。教材中实验装置（如图3-4）：两个三棱镜完全相同（相同的

29、顶角和材料）且相邻面平行放置。 图 3-4若单色光通过该装置（如图3-5），依据折射定律和几何关系可得一下关系式。 图 3-5据号三棱镜有以下关系成立： (3-1) (3-2) (3-3) 据号三棱镜有以下关系成立： (3-4) (3-5) (3-6) （3-7） 由（3-3）（3-4）（3-7）得 ： （3-8） 由（3-1）（3-2）（3-5）得 ： （3-9）由（3-2）（3-8）（3-9）得 ： （3-10）由（3-1）（3-2）（3-3）（3-9）得 ： 即 （3-11）由（3-1）（3-6）（3-9）得 ： （3-12） 当入射光线是一束太阳光时，入射角为一定值，由(3-9)（3-

30、10）(3-11)式可知，角都随折射率n的变化而变化，由于各色光的折射率不相同，所以入射的白色光一定会出现色散现象。由(3-12)式可知，出射角等于入射角，且出射角与光线的折射率没有关系，即各单色光从号棱镜出射时是相互平行的，在光屏上也就得不到白光。所以本实验的实验原理是不完善的，但这丝毫没有影响实验的先进创设意图。詹国荣、林廉义两位老师结合自己的研究，设计出了七色光混合实验的改进方案15。 改进方案，拆去图3-4中的挡光板，让许多束白光同时入射，这些光线的入射角是随机的，则经过两棱镜后，色散形成的各单色光以不同的角度出射（但出射角仍然等于该光束未发生色散时入射光线的入射角），当然它们从号棱镜

31、出射时也就不再相互平行，而是交叉混合在一起，在光屏上也就得到了七种单色光线混合而成的白光15。3.4 实验装置的改进 对实验装置的改进也是实验改进的重要课题。改进实验装置可有效简化实验设备，降低实验成本，提高实验的可移植性。同时，还可以把一个实验的多个现象有机地整合在一起，提升了实验现象的可观赏性，增强了实验的表现力，给学生形成强烈的直观印象，从而促进学生对知识的掌握。在人教版九年级物理第21页的演示实验1：在室温下，吹鼓两个气球，分别把它们放在冰箱的冷藏室和炉火附近，过一会儿会发现什么现象16？结果我们观察到当气球放入冰箱后其体积明显减小，靠近炉火时体积变大的实验现象。成功的演示此实验，可以

32、帮助学生直观地认识“热胀冷缩”的自然现象，激发他们的探究热情。这是一个说明性很强的随堂演示实验，需要在教室里讲授新课时完成，但该实验在课堂上却不便进行。试想把火炉、电冰箱搬到教室里多不方便。即使把它作为课外实验，也有不切合实际之处。因为广大农村学生家里根本就没有电冰箱。为了使该实验能够在课堂上进行，关卫国老师在多年的教学实践中思考总结，提出了“热涨冷缩”实验的改进方案：先把一个气球套在空矿泉水瓶瓶口上，再把矿泉水瓶放在热水中（可以看到气球明显地鼓起来的实验现象）；再把矿泉水瓶放入冷水中（又可以看到气球明显地瘪下去）17。实验经过这样一改进之后，危险的火炉、昂贵的电冰箱便被热水和冷水所取代，大大

33、的缩减了实验成本，还丝毫没有削弱显著的实验现象。教师可以在课堂上当堂演示，学生也可以课后动手操作，效果好，方便可行。 人们在展开实验改进工作时，改进方式往往不会是单一的，而更趋向于多种方式相结合。例如马义永老师对共鸣演示实验的改进方案，实验现象的强化也包含了悬挂金属小球的实验装置改进；又如詹国荣、林廉义老师对七色光混合实验的改进，从实验原理出发对实验进行改进，方案中提出撤掉原实验装置的挡光板，这也体现出了对实验装置的改进。总而言之，采取多种改进方式并用，提升实验现象的可观测性，强化实验效果，才是实验改进工作的首要直接目的。 第4章 教学实践实验改进作为一种重要的教学资源被广泛地借鉴和再改进，并

34、迅速地融入到中学物理教学活动中，倍受师生欢迎。为探明其中奥妙，笔者将从平抛运动演示实验的改进入手，进行教学实践，并从中探寻实验改进在中学物理教学中的作用所在。4.1 平抛运动演示实验改进与制作从单方向受力情况和运动的合成与分解原理分析，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动。为了证明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，教育科学出版社高中物理必修2，在平抛运动这一节中设计了一演示实验，实验装置如图4-1所示。图 4-1进行实验演示时，用小锤打击图4-1弹性金属片，使A球向水平方向飞出，同时球B被放开而自由下落。实验表明，两球总是同时落地，从而平抛运动的竖直分运动是自由落体运

35、动得到有力证明。但在进行实验现象观察时，两小球同时落地就在一瞬间完成，稍不注意就难以观察到两小球同时落地的实验现象，因此本实验的实验现象还有待进一步强化。证明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，那么平抛运动的水平分运动一定是匀速直线运动吗？又该怎样来证明呢？对于这样的疑问，按图4-1实验装置显然难以解决。为解决上诉问题，增强实验现象的说服力，笔者在平抛运动演示仪的基础之上进行实验改进，改进装置如图4-2所示。图 4-2 图 4-3改进原理：运用电磁铁原理，当全部开关闭合时，通电线圈产生磁场，对其周围空间的铁质金属小球产生力的作用；当开关断开时，线圈中没有电流通过，线圈对小球的力的作用也将随之

36、消失。改进装置电路图如图4-3所示（K1为单刀单掷开关，K2为光电门），取用学生电源为整个装置供电，初始时刻全部开关保持闭合状态，三个线圈中均有电流通过，通电线圈将三个小球固定在初始位置。断开开关K1，线圈、线圈同时断电，小球A、B同时从斜槽滑下，由于两球沿导轨下滑高度相同，故两球离开水平导轨末端时具有相同的初速度，而线圈在此期间一直保持通电状态，故小球C一直处于静止状态。此后B球在水平金属板上作匀速直线运动（近似），A球通过光电门作平抛运动。当A球通过光电门瞬间，光电门被遮光断电，相当于图4-3中开关K2被断开，线圈瞬间断电，小球C失去平衡，开始在重力作用下作自由落体运动。若A、B、C三球在

37、水平金属板上相碰，则证明了平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动。注意事项：（1） 用水平仪检测导轨、导轨的末端均要处于水平状态，且二者处于同一竖直平面、同一竖直线上，固定A、B两球位于导轨同一高度处，这样才能确保A、B两球同时以相同的速度离开水平导轨末端。（2） C球重心应和导轨末端保持在同一水平线上，光电门要置于导轨末端，保证小球A通过光电门时足够遮光，使小球A离开导轨末端瞬间实现遮光断电，达到A、C两球同时从同一高度下落的目的。（3） 金属底板应处于水平状态，可用水平仪进行检测，避免重力对B球作匀速直线运动的干扰。（4） A、B、C三小球应避免半径过大、质量过小，从

38、而减少空气阻力对实验的干扰。（5） 小球、导轨、金属底板的表面都不能太粗糙，以减小摩擦力对实验的干扰。（6） 注意调节线圈的电流，使之刚好能平衡C球为宜，若线圈中电流过大，会导致线圈对C球作用力太强，在C球下落之后，线圈恢复通电，较大的吸引力会对A、B、C三小球的运动状态起到干扰。（7） 导轨和导轨竖直高度差要适宜，太小则不利于观察，太大则B球在金属板上运动距离过长，摩擦影响就会显现出来。 4.2 平抛运动教学设计 完成平抛运动演示实验的改进与制作工作，笔者以改进后的平抛运动演示实验为主体展开教学设计，突出实验在物理教学活动中的重要作用，强调学生在教学活动中的主体性。让学生通过观察到A、B、C

39、三小球在水平金属板上相碰并发出清脆的碰撞声的实验现象，认识到平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动的运动规律特点。教学设计方案如下。教学课题平抛运动设计者宜宾学院 彭迁选用教材教育科学出版社 高中物理必修2 ： 第一章第3节 教学时数 1课时教学设计思 路 在完成本节教学内容和具体学情分析后,教学设计的主要思路如下： 首先，按照从生活走向物理的理念，利用 “飞机炸小船”的小游戏激发学生探究平抛运动的兴趣，结合列举生活中的实例引出平抛运动的定义；其次，针对课堂教学重点, 演示“作平抛运动的水流”的实验, 组织学生观察现象，总结平抛运动的运动特点；然后，通过理论分析，介入运动

40、的合成与分解原理，进行猜想：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动；并设计实验验证猜想是准确的，再结合运动的合成原理推演平抛运动的运动规律；最后，作为知识拓展，深入分析“飞机炸小船”问题，加深对知识的理解；从而突破本堂课的教学难点。学习者分析学情分析在前面的学习中，学生已经掌握了“运动的合成与分解”的相关知识，知道可以用它对曲线运动进行研究。针对高中一年级学生的认知特点，不能采用单一的理论讲解方法，本节课运用游戏探究实验游戏构建教学结构，营造课堂气氛、激发学生学习兴趣。需求分析运用“运动的合成与分解”分析处理平抛运动，为同学们以后分析解决一般曲线运动作好方法和知识的准备。

41、教学目 标知识技能1.知道什么是平抛运动以及平抛运动的运动特点。2.理解平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动 。3.掌握平抛运动的运动规律，会运用这些规律处理相关问题。过程方法1.提出游戏任务激发学生学习兴趣,分析游戏情境，巩固学生认识。2.结合演示实验直观物理现象帮助学生理解、认识。3.运用运动的合成与分解原理分析平抛运动的运动规律，让学生掌握研究曲线 运动的一般方法。情感态度价值观1.通过平抛运动规律分析，让学生明白规律是从复杂的现象中抽象出来的。2.让学生明白规律是可以被认知的。教学重点与难点教学重点1. 平抛运动的特点；2. 平抛运动的运动规律；3. 运用平抛运

42、动规律解决相关问题；解决措施1. 通过演示“作平抛运动的水流”实验，总结平抛运动的特点；通过理论分析猜想分运动规律，让学生动手验证猜想；引导学生认识平抛运动一般运动规律。2. 通过成功完成“飞机炸船”游戏任务，突出本节课的教学重点。教学难点1. 平抛运动的研究方法 运动的 合成与分解原理。2.平抛运动的运动规律解决措施通过改装的平抛运动仪，用实验验证运动合成与分解准确性从而突破教学难点.教学策略制定教学模式启发引导教学模式教学方法讲授法、对话法、实验法相结合教学媒体改装平抛运动仪、铁球3颗、饮料瓶、水、多媒体设备。本节课流程图 提出游 戏任务引出平抛运动“平抛运动水流”实验演示改装平抛运动实验

43、仪实验演示分析平抛运动规律分析平抛运动特点结合运动的合成与分解进行推演 完成游戏任务课堂小结 课后作业布置教学过程时间分配教师活动学生活动媒体使用 新课引入7分钟1.提出游戏任务：让学生体验飞机对静止目标的轰炸过程,情境介绍：一轰炸机以80m/s的速度在距离海面45m的高空匀速飞行，发现一敌船停靠在岸边，飞行员需要怎样进行投弹操作才能一次命中敌船。2.结合对炸弹的运动过程描述，引出平抛运动定义：物体以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力作用，它只受重力作用而运动，我们称这种运动为平抛运动。学生进行投弹游戏展示ppt,打开动画新课展开30分钟2.演示“作平抛运动的水流”实验； 引导学生观察总结平抛运动的运 动特点。 讨论总结：【1、在只受重力的情况下运动；2、初速度沿水平方向；3、运动轨迹是一条抛物线；】3.分解后的平抛运动： 水平分运动作匀速直线运动； 竖直分运动作自由落体运动。思考分析：水平方向有初速度而没有力作用，竖直方向只有重力作用且初速度